甘肃省高标准农田建设与粮食增产关系问题研究——基于灰色关联度法

杨 婷，陈 瑜

（甘肃农业大学财经学院，甘肃 兰州 730070）

0 引言

高标准农田建设项目是完善农田基础设施、提高耕地质量、改善农业生产条件、巩固和提高粮食生产能力、增加农民收入的项目，是实施乡村振兴战略的首要任务，是保障国家粮食安全的重要举措。真正意义上的高标准农田建设起步较晚，之前的研究大多集中在中、低产田改造上面，目前学术界普遍认为中、低产田改造是提高粮食综合生产能力，保证我国粮食安全的重要途径。现有文献大多集中于对高标准农田绩效评价的研究，或是从高标准农田与农业经济增长和农民收入增长关系的角度进行研究，很少涉及高标准农田对粮食产量的影响研究，更缺乏定量研究，本文通过定量分析的方法，分析甘肃省高标准农田建设与粮食增产的关系，弥补了甘肃省在这一方面的研究空白。

1 甘肃省粮食生产基本情况

甘肃省介于北纬32°11′~42°57′，东经92°13′~108°46'，地处我国西北干旱地区，自然条件多样，地形地貌复杂，农业基础条件相对薄弱，水资源较为匮乏。先天自然条件决定了农作物类型的多样性，从目前全省作物品类来看包括棉花、玉米、马铃薯、中药材、小麦、蔬菜等。受地理条件限制，全省耕地面积相对较少，到2020 年仅为5 009 千公顷（7 477 万亩），排名全国第10 位。因此，粮食生产的基础条件相对薄弱。

1.1 粮食播种面积有所下降

根据统计数据显示，甘肃省粮食总播种面积由2011 年的4 069.44 千公顷下降到2019 年的3 831.57千公顷，其中2014 年以来减少的幅度较大。从粮食种植面积占全省耕地总面积情况看，面积占比逐渐减少。近年来，为适应国家生态文明建设战略，甘肃省不断加大退耕还林、还草力度，2014-2016 年，纳入退耕还林还草工程实施范围的有464.67 万亩，2017-2020年，纳入实施范围的有618.27 万亩。由于对部分原本用于粮食种植的山地、林地、草场进行生态修复，因此种植面积呈现下降趋势。与此同时，随着全省发展农业优势特色产业，加大林果、蔬菜、中药材等经济作物推广种植力度，原本产量、收入较低地区的粮食种植改为经济作物，导致土地面积有所减少[1]。

1.2 粮食产量保持稳定

从粮食产量来看，近年来甘肃省粮食产量始终保持在1 100 万吨左右，在种植面积有所下降的同时产量没有明显的减少趋势。粮食单产量由2011 年的2 354千克/公顷增加到了2019 年的3 034 千克/公顷。由此可见，随着土地整治力度加大，土地资源的集约化、规模化水平不断提升，规模生产效应的优势非常显著（表1）。

表1 甘肃省粮食生产主要指标统计表

1.3 粮食作物种植地域广泛，品种丰富

甘肃省种植多种粮食作物的历史悠久，粮食作物品种相对较丰富。传统粮食主产地河西地区，继续发挥地域优势，加大小麦、玉米、水稻种植力度，已成为全国知名的玉米育种基地。此外，以庆阳、平凉、定西、白银为代表的陇东、陇中地区，是优质小杂粮种植区，种植荞麦、莜麦、藜麦、豌豆、糜谷等，经济附加值高，收入效应明显（图1）。

图1 甘肃省粮食生产主要指标趋势图

2 甘肃省高标准农田建设情况

2.1 建设面积持续扩大，项目区规模不断扩张

加快高标准农田建设不仅提高了耕地质量，而且进一步提升了农业综合生产能力，为保障全省粮食安全，助力乡村振兴做出了重要贡献。甘肃省坚持把高标准农田建设作为提升耕地质量的重要措施，通过采用“三网融合”等先进技术集成配套的高标准农田，打造稳产高产、旱涝保收的粮食安全产业带，人民群众依靠产业致富[2]。“田成方、林成网、渠相连、路相通”的高标准农田格局基本形成。到2020 年底，全省共建成高标准农田331.12 万亩，超额完成国家下达甘肃的建设任务，为全省粮食总产首次突破1 200 万吨提供了坚实支撑。

从图2 可以看出，甘肃省对高标准农田投资力度很大，从2011 年到2019 年投资量增加了3 倍左右，因此建设面积和有效灌溉面积也随之增加；整体上看，从2014 年以来，全省每年高标准农田建设面积基本都在100 千公顷以上，尤其是在2016 年达到了151 千公顷；有效灌溉面积基本为高标准农田建设面积的10倍，说明高标准农田建设对于改善项目区的生态效益取得了显著的作用。而管护主体项目数量波动幅度较大，在2014 年达到了最高值385 个，此后随着高标准农田规模化、集约化的整合到一起，管护主体的效率提升，因此需要的管护主体项目数量开始逐渐下降。

图2 2011-2019 年甘肃省高标准农田建设发展趋势图

2.2 财政投资不断加大，农业生产条件改善

高标准农田投资主体包括中央财政资金、地方财政资金和社会投资三大投资主体。

财政投资总量的逐年增长反映了政府财政投资在改善农业生产条件上投资力度的不断加大。从图3 可以看出，中央财政资金和地方资金基本呈上升趋势，财政资金投入力度不断加大，但在2018 年中央财政资金和地方财政资金均有所下降；社会投资从2011 到2019 年间一直不稳定，波动幅度较大。前期的社会投资较少，说明中央和地方财政投资的带动效果不明显，近几年社会投资有所加大，尤其是2019 年的社会投资达到了38 245.53 万元，为2011 年社会投资的23.5 倍，甚至超过了2019 年地方财政投资。说明当前的财政资金在高标准农田建设的引导作用得到了充分的发挥。

图3 2011-2019 年甘肃省高标准农田项目投资情况趋势图

2.3 项目建设面积、投资量以及项目数量的区域分布

2019 年，甘肃省高标准农田建设面积共计220 万亩，2019 年度资金投资量共312 907.85 万元，其中中央资金247 889 万元，地方资金26 773.32 万元，社会投资38 245.53 万元；高标准农田项目数量共计220 个。

由表2 可以了解到，2019 年度张掖市高标准农田投资量以及建设面积在全省所占比重最大，占比为18%；张掖市土地总面积约4.2 万平方公里，其中耕地253 732.68 公顷，占全市土地总面积的6.44%；张掖市地势平坦、土地肥沃、林茂粮丰，日照时数长、昼夜温差大，所以非常有利于农业的发展。其次，白银市、武威市、庆阳市高标准农田投资量也位于全省前列，占比分别为12%、10%、10%；这些地区属典型的大陆性气候，四季分明，日照充足，夏无酷暑，冬无严寒，均比较适合农作物生长。

表2 2019 年甘肃省各地区高标准农田建设情况统计表

3 基于灰色关联度的高标准农田建设对粮食增产影响分析

3.1 方法的选取

灰色关联分析是一种统计分析技术，主要用来分析系统中母因素与子因素关系的密切程度，从而判断引起该系统发展变化的主要因素和次要因素，是对系统动态发展态势的量化比较分析方法[3]。鉴于甘肃省农业系统的复杂性、不确定性和灰色系统理论的优点，以及甘肃省农业统计数据十分有限，现有数据没有呈现典型的分布规律，因此本文采用灰色关联分析甘肃省高标准农田建设与粮食增产的关联程度[4]。具体计算步骤如下：

确定参考序列和比较序列，设置参考序列为：

设置比较序列为：

对变量数量进行无量纲化。由于相关数据的纲量不一定相同，很难直接进行比较，为了便于比较，需要进行无量纲化处理，本文选择初值化。初值化处理公式为：

计算参考序列行为序列X0(k)与比较序列Xi(k)对应值的绝对差值：

先从绝对差值△i(k)中找到最小值和最大值，然后在各系统参考数列最小、最大值中找到最小值和最大值：

计算关联系数：

其中，r(X0(k), Xi(k))为Xi(k)对于X0(k)的关联系数，ρ 为分辨系数，取值区间[0,1]，取值越小，区分能力则越强，关联系数间差异越大，本文取值0.5。

计算关联度：

其中，r(X0(k), Xi(k))表示Xi(k)对于X0(k)的灰色关联度。

3.2 变量选择和数据来源

本文主要以粮食总产量为因变量，研究高标准农田建设对粮食增产指标的影响，选取了高标准农田建设面积、高标准农田投资量、农业机械总动力、人力资源、管护主体项目数量和高标准农田有效灌溉面积这六个指标作为自变量[5]。研究所需要的数据来自《中国统计年鉴》（2011-2019 年）、《甘肃农村年鉴》（2011-2019 年）、《甘肃发展年鉴》（2011-2019 年）、中国统计局和甘肃省“十二五”以来高标准农田建设清理检查数据汇总表。

2011-2019 年甘肃省粮食总产量稳步增长，2019年，甘肃省粮食总产量增长到了1 162.6 万吨，是2011年的1.2 倍；高标准农田有效灌溉面积一直处于平稳缓慢增长的趋势，2019 年增长了1 256.08 千公顷；而高标准农田建设面积、农业机械总动力、人力资源以及高标准农田管护主体项目数量则会偶尔出现波动，但基本保持稳定，高标准农田建设面积2016 年增加量最大，为151.085 千公顷，人力投资量也在2016 年达到最高值1 132.48 万人；高标准农田投资量则先增长后减少，2016 年投资量达到最高值336 716.30 万元。

4 实证研究

4.1 数据标准化

所选取的数据存在量纲和数量不同的问题，需要对原始数据进行无量纲化处理，本文采用初值化方式[6]，具体公式如下：

根据公式，标准化结果如表3 所示。

表3 数据标准化结果

4.2 绝对差值

根据数据标准化处理的结果，计算参考序列和比较序列的绝对差值，具体公式如下：

计算绝对差值结果如表4 所示。

表4 绝对差值

4.3 灰色关联分析结果

最后，对绝对差值数值进行处理，计算关联系数，具体公式如下：

其中，(X0(k), Xi(k))为Xi(k)对于X0(k)的关联系数；ρ 为分辨系数，取值0.5，计算结果如表5 所示。

由表5 可以看出，高标准农田建设与粮食增产的关联度大小依次为：有效灌溉面积＞农业机械总动力＞农村劳动力＞高标准农田建设面积＞高标准农田投资量＞管护主体项目数量。由于采用的是均值无量纲化方法，所以这六个指标关联度整体上呈现不断下降的趋势。对于粮食增产来说，有效灌溉面积、农业机械总动力、农村劳动力、高标准农田建设面积与粮食增产的关联度一直较高，均在0.8 以上，表明这些指标与粮食增产的关联较强[7]。根据结果可知，有效灌溉面积与粮食产量的关联度最大，这是由于甘肃省大多数地区较干旱，降雨量小，水资源有限，因此灌溉技术能有效的确保粮食增产增收。随着高标准农田建设面积的不断增多，农业机械化程度的显著提高以及农业从业人员的增加，农民的耕地观念逐渐改变，实现了农田建设项目集中统一高效管理，粮食产量也随之增加，此外，管护主体项目数量与粮食增产的关联度相比之下一直处于较低水平，关联度为0.501，因为高标准农田管护并非粮食生产的直接投入，因此高标准农田建后管护对粮食增产的影响有限。

表5 关联指数

5 结论及建议

5.1 结论

本文对甘肃省粮食生产情况和高标准农田建设进行深入的分析，通过运用灰色关联度模型，分析了高标准农田建设对甘肃省粮食增产的影响。甘肃省近年来高标准农田建设面积持续扩大，规模不断扩张；随着高标准农田建设的推进，甘肃省粮食产量得到了增加，农民收入稳步上升。尤其是有效灌溉面积、农业机械总动力、人力资源及高标准农田建设面积的增长对粮食增产的影响最为显著，管护主体项目数量与粮食增产的关联度相比一直处于较低水平，说明高标准农田建后管护对粮食增产的影响有限[8]。发展高标准基本农田建设符合我国国情，是社会发展以及国家战略的必然选择。建设高标准基本农田，可以显著提升粮食产量，对保障我国粮食安全以及维护国家稳定均有非常重要意义[9]。

5.2 建议

5.2.1 加大有效灌溉面积，提高水利设施投资量。应加大投入力度，支持各地以田间渠系配套、节水灌溉、有效提高高标准农田灌排工程配套率、完好率及农田灌溉排水保证率，努力扩大农田有效灌溉面积，并与农艺、农技、农机、生物等措施结合，使经济、社会和生态效益得到显著的发挥，劳动生产效率显著提高，促进农业结构调整和现代农业发展，同时促进农民持续增收。

5.2.2 加大技术培训力度，提升高标准农田建设管理水平。大力引进、推广高标准农田建设的先进实用技术，加强工程建设与农机农艺技术的集成与应用，推动科技创新和成果转化。通过改善农业生产条件来提升粮食生产能力。同时应提升农田建设行业管理服务水平，积极引导社会力量开展农田建设。鼓励农民和农村参与高标准农田建设和管理。

5.2.3 加大财政投资力度，优化财政投资结构。高标准农田建设是国家实施乡村振兴战略，提升粮食产能的首要目标，而财政资金投入是高标准农田建设的主要资金来源，因此必须保障财政资金对高标准农田建设项目的支持。进一步加大财政资金对高标准农田建设的投入，集中力量建设甘肃省高标准农田，保持粮食自给率。其次，还要发挥财政投入对社会资本的引导作用，吸引社会各方资金投入高标农田。